1-11 класс
  • 1-11 класс
  • 1 класс
  • 2 класс
  • 3 класс
  • 4 класс
  • 5 класс
  • 6 класс
  • 7 класс
  • 8 класс
  • 9 класс
  • 10 класс
  • 11 класс
Выберите класс
Предметы
Колягин
Упр.776 ГДЗ Колягин Ткачёва 9 класс (Алгебра)
Колягин, Ткачёва, Фёдорова
9 класс
Класс
9
Предмет
Алгебра
Автор
Колягин, Ткачёва, Фёдорова

Упр.776 ГДЗ Колягин Ткачёва 9 класс (Алгебра)

Задача

Пусть числа $$a_1, a_2, \ldots, a_n, \ldots$$ являются последовательными членами арифметической прогрессии, $$S_n$$ — сумма $$n$$ первых членов этой прогрессии. Доказать, что:

  1. если $$S_m=S_n$$, то $$S_{m+n}=0$$;
  2. $$S_{n+3}=3S_{n+2}-3S_{n+1}+S_n$$;
  3. если $$\frac{S_m}{S_n}$$, то $$\frac{a_m}{a_n}=\frac{2m-1}{2n-1}$$;
  4. $$S_{3n}=3(S_{2n}-S_n)$$.
Подробный ответ
  1. Для арифметической прогрессии

    $$S_n=\frac{2a_1+d(n-1)}{2}\cdot n.$$

    Если $$S_m=S_n,$$ то

    $$\frac{2a_1+d(m-1)}{2}\cdot m=\frac{2a_1+d(n-1)}{2}\cdot n.$$

    Умножим на $$2$$ и преобразуем:

    $$2a_1m+d(m^2-m)=2a_1n+d(n^2-n),$$
    $$2a_1(m-n)+d(m^2-m-n^2+n)=0,$$
    $$(m-n)\bigl(2a_1+d(m+n-1)\bigr)=0.$$

    Так как $$m\ne n,$$ получаем

    $$2a_1+d(m+n-1)=0.$$

    Тогда

    $$S_{m+n}=\frac{2a_1+d(m+n-1)}{2}\cdot (m+n)=0.$$

  2. Пусть

    $$S_{n+3}=3S_{n+2}-3S_{n+1}+S_n.$$

    Тогда

    $$S_{n+3}-S_n=3(S_{n+2}-S_{n+1}).$$

    Но

    $$S_{n+3}-S_n=a_{n+1}+a_{n+2}+a_{n+3},$$
    $$S_{n+2}-S_{n+1}=a_{n+2}.$$

    Следовательно,

    $$a_{n+1}+a_{n+2}+a_{n+3}=3a_{n+2}.$$

    Так как в арифметической прогрессии $$a_{n+1}+a_{n+3}=2a_{n+2},$$ то

    $$a_{n+1}+a_{n+2}+a_{n+3}=a_{n+2}+2a_{n+2}=3a_{n+2}.$$

    Равенство верно.

  3. Если

    $$\frac{S_m}{S_n}=\frac{m^2}{n^2},$$

    то

    $$\frac{\frac{2a_1+d(m-1)}{2}\cdot m}{\frac{2a_1+d(n-1)}{2}\cdot n}=\frac{m^2}{n^2}.$$

    После сокращения получаем

    $$\frac{2a_1+d(m-1)}{2a_1+d(n-1)}=\frac{m}{n}.$$

    Перемножим крест-накрест:

    $$n\bigl(2a_1+d(m-1)\bigr)=m\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr).$$

    $$2a_1(n-m)+d(nm-n-mn+m)=0,$$
    $$(n-m)(2a_1-d)=0.$$

    Если $$m=n,$$ то равенство очевидно. Если же $$m\ne n,$$ то

    $$2a_1=d.$$

    Тогда

    $$\frac{a_m}{a_n}=\frac{a_1+d(m-1)}{a_1+d(n-1)} =\frac{a_1+2a_1(m-1)}{a_1+2a_1(n-1)} =\frac{2m-1}{2n-1}.$$

  4. Докажем, что

    $$S_{3n}=3(S_{2n}-S_n).$$

    Запишем суммы через первый член и разность прогрессии:

    $$S_{3n}=\frac{3}{2}\bigl(2a_1+d(3n-1)\bigr),$$
    $$S_{2n}=\frac{2n}{2}\bigl(2a_1+d(2n-1)\bigr),$$
    $$S_n=\frac{n}{2}\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr).$$

    Тогда

    $$3(S_{2n}-S_n) =3\left(\frac{2n}{2}\bigl(2a_1+d(2n-1)\bigr)-\frac{n}{2}\bigl(2a_1+d(n-1)\bigr)\right).$$

    Упростим:

    $$3(S_{2n}-S_n) =\frac{3n}{2}\bigl(2a_1+d(2n-1)-2a_1-d(n-1)\bigr) =\frac{3n}{2}\bigl(dn\bigr).$$

    С другой стороны,

    $$S_{3n}=\frac{3n}{2}\bigl(2a_1+d(3n-1)\bigr).$$

    Следовательно,

    $$S_{3n}=3(S_{2n}-S_n).$$

Ответ

1) $$S_{m+n}=0$$; 2) равенство верно; 3) $$\frac{a_m}{a_n}=\frac{2m-1}{2n-1}$$; 4) $$S_{3n}=3(S_{2n}-S_n).$$



Общая оценка
4.2 / 5
Другие учебники
Другие предметы